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드론의 저가형 GPS 수신기용 SBAS 보강 정보 전송 시스템 제안
Suggestion on the SBAS Augmentation Message Providing System for the the Low-cost GPS Receiver of Drone Operation 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.21 no.3 = no.84, 2017년, pp.272 - 278  

석효정 (한국항공우주연구원 무인이동체 미래선도 핵심기술 개발사업단) ,  윤동환 (한국정보통신기술협회 소프트웨어시험인증연구소) ,  임철순 (세종대학교 항공우주공학과) ,  박병운 (세종대학교 항공우주공학과)

초록
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비행환경에서의 드론 운용에 있어서 ICAO가 규정한 성능 요구조건을 만족하기 위해서는 SBAS와 같이 보강정보를 제공해주는 시스템이 필요하다. 하지만 드론이 SBAS 신호를 지속적으로 수신할 수 없는 환경에서는 드론의 운용 범위가 제한될 수 있다. 본 논문에서는 드론 운용범위 확대를 위하여 SBAS 위성 신호 차폐지역에 위치한 드론을 가정하여 기준국 서버에서 별도의 통신 채널을 이용하여 SBAS 보정정보를 송출하는 시스템을 제안하였다. 제안한 시스템을 구현하고 정적 환경에서 검증을 수행한 결과 DGPS 측위 결과는 약 10cm 정도의 성능 차이를 보여 그 성능이 매우 유사함을 확인할 수 있었다. 또한 시스템에서 계산한 보호수준 역시 항공용 수신기에서 계산한 값 대비 2m 이내의 성능차이를 보임으로써 실시간 소프트웨어에 적용된 알고리즘의 적절성을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to meet performance requirements specified by the ICAO in drone operation, a system that provides augmentation information such as SBAS is needed. However, the operating range of the drone is limited in situation where the drone can not received the SBAS message continuously. In this paper,...

주제어

#Drone   #SBAS   #Accuracy   #Integrity   #Protection Level  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 드론에 실제로 탑재되는 저가형 비항공용 GPS 수신기를 대상으로 SBAS용 GEO 위성의 시야각이 가려진 상황에서도 안정적으로 보강메시지를 수신하여 그 정확도를 향상시키고, 보호수준(PL; protection level)과 같은 무결성 정보를 제공하는 방법에 대해 제안하도록 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SBAS는 무엇인가? SBAS는 위성 기반의 보강항법시스템으로 그림 1과 같이 넓은 지역에 흩어져 위치해 있는 지상 기준국을 통해 GPS 오차를 보정하여 정확성과 무결성이 확보된 정보를 생성하고, 정지궤도위성을 통하여 사용자에게 제공하는 국제민간항공기구가 정한 항공항법 국제표준 시스템이다.
SBAS가 보정정보를 송신하는 속도는? SBAS는 250 bps의 비교적 느린 속도로 보정정보를 송신하는데, 각 보정정보의 종류는 MT (Message Type)으로 구분하여 명명하며, 1초당 1개의 MT씩 순차적으로 송신한다. 각 MT는 메시지 관련 기본 정보를 제외하면, 212bit의 보정정보 데이터를 포함하고 있으며, 표2와 같이 64개로 나누어진 MT 중 현재는 19개가 이용되고 있다[4].
본 논문에서 RTCM을 보정정보의 형태로 변환하여 GPS 수신기의 정확도를 향상시키는 시스템을 제안한 이유는 무엇인가? 드론에 탑재된 저가형 GPS 수신기의 경우 대부분 SBAS 기능을 지원하지만, L1 주파수를 통하여 수신된 SBAS 보강정보만 사용이 가능하므로, 본 논문에서 제안한 서버를 통하여 수신된 보강정보는 적용이 불가능하다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 저가형 GPS 수신기가 사용할 수 있는 또 다른 보정정보 프로토콜인 RTCM(radio technical commission for maritime service) 보정정보의 형태로 변환하여 사용자 GPS 수신기의 정확도를 향상시키는 시스템을 제안한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (5)

  1. S. H. Kim, "Frustration of Amazon's Drones," [Internet]: Available: http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2015/02/17/2015021703046.html 

  2. J. Y. Lee, "GPS-based aircraft landing systems with enhanced performance : Beyond accuracy," Ph.D dissertation, Graduate school of the Stanford University, Stanford, CA, 2005. 

  3. H. J. Seok, and B. W. Park, "Prediction of the available time for the SBAS navigation of a drone in Urban Canyon with various flight heights," Journal of Cadastre & Land Informatix, Vol. 46, No. 1, pp 133-148, June 2016. 

  4. RTCA SC-159, Minimum Operational Performance Standards for Global Positioning System/Wide Area Augmentation System Airborne Equipment, DO-229D, 2006. 

  5. H. J. Seok, Study on the Accuracy Improvement and Integrity Information Generation of the Low-cost GPS Receiver for the Expansion of Drone Operation, M.S. dissertation, Sejong University, Seoul, Korea, 2016. 

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